Fecondazione

La fecondazione è il fenomeno che avviene dopo un processo di maturazione dei due gameti che

poi si incontrano. Per fecondazione quindi ci si riferisce all’incontro tra due gameti.

La fecondazione è il processo attraverso il quale due cellule sessuali (i gameti) si uniscono a

formare una sola cellula (lo zigote) che trasporta i geni di entrambi i genitori, e che ha il potenziale

di dare origine a un nuovo organismo.

Questa avviene di solito nei 2/3 laterali della tuba uterina, quel punto sarà chiamato sito di

fecondazione.

Subito dopo l’ovulazione l’ovocita, insieme alla zona pellucida e alcune cellule della granulosa,

viene risucchiato dall’ampolla e le fimbrie della tuba uterina, questo è fermo in metafase della

seconda divisione meiotica. Raggiungerà la maturazione funzionale e strutturale dopo la

fecondazione.

Lo spermatozoo non ha ancora raggiunto la maturazione e non è in grado di fecondare, sarà

proprio il percorso da compiere nelle vie dell’apparato genitale femminile a portare il gamete

maschile a completa maturazione.

Affinché avvenga al fecondazione quindi, si devono realizzare eventi di maturazione si a carico

dello spermatozoo, sia a carico della cellula uovo.

Lo spermatozoo (già uscito dai tubuli seminiferi), deve subire un processo di maturazione, di

capacitazione e di iperattivazione e deve realizzare la reazione acrosomiale, che si basa sulla

struttura dell’acrosoma, un grosso lisosoma situato sulla testa del gamete.

Uscendo dal tubulo contorto gli spermatozoi sono decapacitati, essi infatti sono privi di motilità, si

muovono pochissimo, hanno un acrosoma parzialmente idratato, che non ha raggiunto ancora la

capacità funzionale e la cromatina nel nucleo non è ancora completamente spiralizzata (non c’è

una eterocromatizzazione della cromatina.

Nell’epididimo si realizza al livello degli spermatozoi una sere di eventi:

- Acquisizione della motilità anterograda (iniziano a muoversi bene verso avanti)

- Spiralizzazione della cromatina

- Maturazione dell’acrosoma

Al livello dell’epididimo vengono mantenuti gli spermatozoi destinati alla prima o massimo ad una

seconda eiaculazione.

Le cellule dell’epididimo sono in grado di produrre dalla loro parte apicale dei lembi

citoplasmatici, una sorta di secrezione apocrina, che hanno la caratteristica di contenere una serie

di fattori (MIF protettore delle fibre dense della coda, che hanno una funzione importante per

l’organizzazione dello spermatozoo) che hanno il compito di proteggere gli spermatozoi, questi

lembi prendono il nome di epididimosomi.

Dopo il viaggio nell’epididimo, gli spermatozoi ormai capaci di muoversi e di fecondare, passano

nel dotto deferente, spinti non più dalla pressione del liquido tubulare, ma da contrazioni

muscolari del dotto.

Superato il dotto si portano nell’ampolla del canale deferente, quindi nelle vescichette seminali,

dove vengono conservati per l’eiaculazione. Al momento dell’eiaculazione, per costituire il liquido

spermatico si deve unire ciò che è contenuto nel dotto deferente e nelle vescichette seminali a

sostanze che sono prodotte fondamentalmente dalla prostata, nell’eiaculato infatti abbiamo una

primissima quantità di liquido poverissima di spermatozoi, che è il secreto prostatico, subito dopo

le due componenti prostatiche e delle veschichette si uniscono per formare il liquido spermatico

vero e proprio.

Il fluido seminale umano è prodotto quindi per la maggior parte da ghiandole seminali accessorie:

le vescichette seminali, la prostata, e le ghiandole bulbouretrali o ghiandole di Cowper. La

componente chimica del fluido seminale umano è composta da fruttosio, inositolo, acido citrico,

glicerilfosfirilcolina, fosfatasi acida, prostaglandine, una varietà di enzimi e proenzimi di

coagulazione; queste componenti hanno funzione principalmente di protezione e nutrizione degli

spermatozoi.

La prostata fornisce anche attraverso un processo di secrezione merocrino delle vescichette

chiamate prostasomi, che si differenziano dagli epididimosomi perché, questi ultimi vengono

utilizzati immediatamente in modo tale da far raggiungere maturità funzionale e strutturale agli

spermatozoi, i prostasomi invece contengono sostanze come colesterolo e Ca++, che vengono

utilizzate soltanto nel momento il cui il liquido viene rilasciato all’interno dell’apparato genitale

femminile.

Quando il liquido spermatico viene depositato nella vagina si forma rapidamente un coagulo

gelatinoso, gli enzimi coagulanti prodotti dalla prostata reagiscono con un substato emesso dalle

vescichette seminali, questa reazione però fisiologicamente non avviene nelle vie spermatiche in

quanto il pH del liquido seminale è leggermente alcalino, può avvenire soltanto a pH molto acidi

che si trovano nell’ambiente vaginale. Il coagulo viene sciolto da enzimi sempre si origine

prostatica che rimane inizialmente in incubazione e si attiva dopo 20-60min.

La strada che compiono gli spermatozoi all’interno dell’apparato genitale femminile è: vagina-

utero-tuba.

Solitamente uno dei due ovai riesce ad ovulare, lo spermatozoo quindi deve riuscire a raggiungere

l’uovo nella giusta direzione, quindi andare nella giusta tuba.

All’interno dell’utero troviamo il prodotto di secrezione delle ghiandole, il cosiddetto latte uterino

(ricco di glicogeno) o muco cervicale e l’ambiente uterino rappresentato dalla pre-decidua, cioè

dall’endometrio in fase secretiva.

Nella vagina viene utilizzato il materiale contenuto nei prostasomi (Ca++ e Colesterolo), perché il

Calcio è indispensabile per il movimento e il colesterolo è indispensabile per l’organizzazione della

membrana plasmatica e per la sua plasticità, più colesterolo c’è e più plastica e resistente sarà la

membrana plasmatica.

Non tutti gli spermatozoi hanno la stessa capacità di assumere prostasomi, ci saranno quelli che

riescono ad assumerne di più e quelli che ne assumono di meno, il risultato è che gli spermatozoi

capaci di assumere più prostasomi sopravvivono, gli altri sono destinati alla morte.

Risalendo nelle vie genitali femminili gli spermatozoi subiranno una progressiva riduzione

numerica, che inizia già nel momento dell’eiaculazione, già al livello vaginale gli spermatozoi che

non assumono abbastanza calcio e colesterolo o hanno malformazioni strutturali vanno ad essere

distrutti.

Gli spermatozoi che superano l’ambiente vaginale entrano nell’utero, in genere sostano nelle

cripte della cervice, dove possono sopravvivere anche per giorni, nutriti dal muco cervicale.

L’utero ha un ambiente molto ricco di muco, che esercita una azione abrasiva sulla superficie

degli spermatozoi, questa azione si esercita sopratutto sul colesterolo, quindi prima erano in un

ambiente dove assumevano colesterolo, adesso si trovano in un ambiente dove il colesterolo

viene rimosso dalla membrana. Quegli spermatozoi che erano riusciti ad assumere una grande

quantità di colesterolo sopravvivono, gli altri moriranno. Dopo essere riusciti quindi a passare

attraverso il canale cervicale risalgono attraverso il corpo dell’utero, dove ci sarà un’ulteriore

riduzione numerica dovuta ad una selezione dell’ambiente uterino, esercitata dai pinopodi

presenti sull’epitelio uterino, dove sopravvivono gli spermatozoi più vitali.

Gli spermatozoi restanti si trovano davanti a un bivio, devono infatti scegliere la tuba in cui

entrare. La scelta non è casuale, infatti a causa degli eventi del ciclo ovarico, che portano un solo

follicolo ad ovulare, avremo un maggiore afflusso di sangue diretto verso un ovaio rispetto a

quello controlaterale; l’incremento della quantità di sangue in un ovaio rispetto all’altro provoca un

aumento di temperatura nell’ovaio che sta ovulando e nella rispettiva tuba, gli spermatozoi rimasti

sono guidati dalla temperatura, che li dirige verso l’ovaio che sta ovulando (termotassi), basta una

variazione di 0,5 gradi per indirizzare lo spermatozoo.

Nonostante al livello dell’epididimo gli spermatozoi hanno acquisito la capacità di movimento, il

movimento della coda è molto lento, la battuta della coda è inefficace. Lo spermatozoo per essere

efficiente deve essere iperattivato, cioè il suo battito che è anterogrado, deve diventare

anterogrando ed iperefficente, cioè molto più forte, questo processo è guidato dal calcio, che è

capace di attivare non solo le proteine motrici, ma anche processi mitocondriali che producono

grandi quantità di energia. Sembra che la penetrazione di calcio sia dipendente dall’incremento di

temperatura a cui gli spermatozoi vanno incontro nella strada verso la tuba “giusta”.

Quindi, superato l’utero, gran parte della tuba viene percorsa per termotassi, il problema è l’ultimo

pezzo, quando lo spermatozoo deve trovare la cellula uovo. Si deve creare un dialogo chimico tra

la cellula uovo, depositata all’interno nella tuba e lo spermatozoo. L’ultima parte del percorso si

svolge per Chemotassi, quel processo che permette ad un elemento di essere guidato verso una

determinata struttura o zona perché ha dei recettori di membrana che permettono di capire la

direzione da seguire grazie a dei segnali chimici lasciati dalla struttura o zona da raggiungere.

Il sistema di riconoscimento si trova al livello del collo dello spermatozoo (la testa deve rimanere

più libera possibile per la presenza dell’acrosoma.

Al livello del collo dello spermatozoo c’è una molecola che funge da recettore olfattivo, la stessa

molecola è stata trovata anche al livello della mucosa nasale, la molecola segnale che lo

spermatozoo riesce a captare è il progesterone.

Nella tuba intanto vengono eliminate tutte le molecole che potevano bloccare la possibile

interazione con l’ovocita, le cellule del cumulo ooforo vengono perse man mano che l’ovocita

avanza nella tuba, però il rapporto dello spermatozoo con l’ovocita non è mai diretto, infatti

questo è sempre mediato dalla zona pellucida, paradossalmente infatti il riconoscimento non

avviene direttamente attraverso la membrana dell’ovocita, ma attraverso la zona pellucida che la

ricopre.

La struttura della zona pellucida è una struttura particolarmente lassa, a maglie larghe, lo

spermatozoo, che è stato capacitato e iperattivato è impegnato nel riconoscimento della zona

pellucida, in particolare della proteina strutturale della zona pellucida ZP3.

A seguito dell’incontro delle ZP3 con i recettori di membrana dello spermatozoo, la prima risposta

è una grande entrata di ioni Ca all’interno dello spermatozo